Генератор случайных временных интервалов

Генератор случайных временных интервалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Ф

Ф

° / (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 111077 (21) 2534497/18-24 с присоединением заявки №

G 07 С 15/00

G 06 Г 1/02

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 050680, Бюллетень ¹ 21

Дата опубликования описания 050680 (53) jjPf(681. 325 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б.Ф.Кирьянов и Б.П.Бондаренко (7т) Заявитель

Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт имени A.Н.Туполева (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к области. вычислительной техники и может найти применение при моделировании случайных процессов.

Известны генераторы случайных временных интервалов с достаточно юаироким классом распределений вероятностей случайных временных ин.тервалов.

Одно из известных устройств содер-10 жит блок элементов И, счетчик, триггер и генератор тактовых импульсов (1)

Сложность устройства обусловлена необходимостью формирования периодической последовательности чисел 15 с заданными свойствами, причем от длительности периода зависит точность настройки на заданный закон . распределения случайных временных интервалов. 2О

Известно устройство, содержащее счетчики, элементы И и ИЛИ A). Недостатком устройства является значительная сложность настройки на за данный закон распределения вероятнос-25 тей случайных временных интервалов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является генератор случайных временных интервалов, содержащий генератор бернулиев- 30 ской последовательности импульсов, вероятностный (1,2m-1)-полюсник, выходы которого соединены с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены со входами соответству}ощих (2m-1)счетчиков, выходы (m-1) счетчиков соединены с соответствующими входами элемента

ИЛИ, выход которого соединен со входом вероятностного (1,2m-1)-полюсника и является выходом генератора 3» .

Однако распределение вероятностей случайных временных интервалов на выходе этого генератора является смесью отрицательных биноминальных распределений. При настройке на заданный закон распределения смесь от- рицательных биноминальных распределений рассматривается (c некоторым приближением) как смесь распределений Эрланга, т.е. настройка на заданный закон распределения происходит в этом случае приближенно. Для точной настройки гейератора на ceo выходе дополнительно необходим анализатор распределения вероятностей случайных временных интервалов. Тогда, изменяя параметры схемы (напри мер, емкости счетчиков), настраива. ют генератор на заданное распределе

739601 (I.=1 m) где >о

=о, а„=, 20

ЗО

60 ние, что является сложным и трудоемким процессом..

Цель изобретения — упрощение настройки генератора на заданный закон распределения вероятностей случай ных временных интервалов.

Эта цель достигается тем, что генератор случайных временных интер- валов дополнительно содержит вторую группу элЕментов И и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен.со вторыми входами элементов И первой группы. Первые входы элементов

И второй группы соединены с соответ ствующими выходами m счетчиков,,вторые входы элементов И второй группы соединены с выходом генератора бернуллиевской последовательности импульсов., Выходы элементов И второй группы соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ.

На чертеже представлена структурная схема генератора случайных временных интервалов (для упрощения чертежа.. 2m-1 обозначены через К).

Генератор содержит вероятностный (1,к)-полюсник 1, генератор тактовых импульсов 2, первую группу элементов И 3, счетчики 4, источник бернуллиевской последовательности .импульсов 5, вторую группу элементов И 6 и Элемент ИЛИ 7.

Выходы вероятностного (1,к)-полюсника 1 соединены с первыми входа-, ми элементов И 3, вторые входы которых подключены к выходу генератора

2. Выходы элементов И 3 соединены со входами соответствующих счетчиков 4. Выходы первых m счетчиков 4 соединены с первыми входами элементов И 6, вторые входы которых соединены с выходом генератора 5. Выходы оставшихся (К-ю) счетчиков соединены со входами элемента ИЛИ 8. Выходы элементов И 6 подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ 7, выход которого связан со входом вероятностного (1, к) -полюсника.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Известно, что распределение вероятностей случайных временных интервалов P„ (i=0,1,,) почти всех встречающихся на практике случайных процессов с ограниченным последействием обладают свойством . ° е

Хз.=—

Рщ- (- " где параметр P удовлетворяет соотношению: 0 4 Р (1.

Такие распределения вероятностей можно представить конечной смесью вырожденных распределений(co сдвиговым параметром) и геометрических распределений (со сдвиговым параметpOMP). Для задаййого распределения вероятностей Р; (i

=О,1,...) весовые коэффициенты

7 (i=1,m) и >(j (х=1,m-1) соответственно вырожденных и геометрических распределений и вместе с ними и сдвиговые,параметры распределений можно найти из системы уравнений

Р., 7 (1-9)

О "" (,(.=2,rn), Процесс получения заданного случайного временного интервала сводится к случайной выборке (с помощью вероятностного (1,к)-полюсника) одного из каналов, моделирующих случайные временные интервалы с геометрическим распределением (например, канал содержащий элементы 2,3>, 4, 5, 6 ), либо с вырожденным распределением (например, канал 3 щ„, 4>„ )

На выходе элемента ИЛИ получаем смесь вырожденных и геометрических . распределений, т.е. заданный закон распределения вероятностей.

Работает предлагаемый генератор следующим образом.

При включении устройства вероятностей (1,к)-полюсник устанавливается в одно из своих возможных сос-, тояний ° В результате открывается один из элементов 3 и пропускает от генератора 2 на вход соответствующего счетчика импульсы до его полного заполнения. После этого открывается соответствующий элемент И 6 (если формируется случайный временный интервал с геометрическим распределением), и первый же импульс от генератора 5 поступает на вход элемента ИЛИ 7. Если же формируется случайный временной интервал с вырожденным распределением, то после заполнения сигнал сразу поступает на вход элемента ИЛИ 7. Импульс с элемента ИЛИ 7 поступает на выход генератора случайных временных интерва- . лов и на повторный запуск вероятностного (1,к)-полюсника.Описываемый процесс повторяется многократно.

Таким образом, обеспечив возбуждение каждой выходной шины вероятностного (1,к)-полюсника с вероятностью, определяемой весовым коэффициентами смеси, а также, занося в счетчики соответствующие сдвиговые параметры, определяемые как и весовые

739601

Формула изобретения

Составитель A.Êàðàñîâ

Техред A.Ач Корректор N ° Po iH.

Редактор Л.утехина

Заказ 2944/46 Тираж 641 Подписное цНИИПИ Государственного.комитета СССР по делам изобретений и открытий.113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д..4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 коэффициенты из системы уравнений (1), можно генерировать заданный закон распределения случайных временных интервалов.

Генератор случайных временных интервалов, содержащий генератор бернуллиевской последовательности импульсов, вероятностный (1,2m-1)-полюсник, выходы которого соединены с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены со входами соответствующих (2m-1) счетчиков, выходы (m-1) счетчиков соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом вероятностного (1,2m-1)-полюсника и является выходом генератора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения настройки генератора на заданный закон распределения вероятности случайных временных интервалов, он содержит вторую группу элементов И и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со вторыми входами элементов И первой группы, первые входы элементов И второй группы соединены с соответствующими выходами m счетчиков, вторые входы элементов И второй группы соединены с выходом генератора бернуллиевской последовательности импульсов, а выходы элементов И второй группы соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

15 1. Авторское свидетельство СССР

9249039 кл. 6 06 F 1/02, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

9494741, кл-. G 06 F 1/02, 1974.

3. Кирьянов Б.Ф. Аппаратурные

2О методы вычислений на основе стохастического принципа. Докторская диссертация, KAH. 1973, с. 288 (прототип) °